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                Piezotech? 压电薄膜技术资料

                来源:Piezotech 官方提供日期:2022/03/19 15:16 浏览:
                1.  压电与热电效应

                自1880年居礼兄弟(Jacques 与 Pierre Currie)从简单不对称的晶体发现压电效应,引起大量关注与讨论。「压电」一词源于希□腊语,具有压力的涵义。当某些特定材料受机械应力作用时,会在其表面产生与应力成等比例※之电荷,相反地,当这些材料被施加电位差时,则发生机械形变,称此效应为压电效【应。相似地,当材料的温度改变时,会在其端子产生电位△差,称此效应为热电效应←。在应用方面,常以石英和一些陶瓷材料小表↑面积及高刚性的优点,广泛地利用其压电及热电效应制作机械与听觉♂传感器。

                2.  压电薄膜

                1969 年,Kawai 发现聚偏二氟乙烯(PVDF)具显著的压电效应,此材料为最被广泛研究及应用的压电聚合物,然而直到 1981 年市场◣上才出现商业化生产的压电薄膜。当这些薄膜被外部施加电场时,极性聚↑合物(如PVDF)的分子偶极子会沿相同方向↘排列,并获得压电性,此一『现象称为极化。该极化现象主要受高分子链的空间排列所影响,再来则是电●荷输入的影响。

                3.  压电薄膜之特性

                压电ξ薄膜的压电特性主要由机械能与电能之间的比例系数决定,压电常数“d”主要是利用 1Newton/m²的应力施加在薄膜表面,于薄膜厚度方向上的出现的表面电荷密度(Coulomb/m²)来测得。
                       ● 面外的厚度方向: d 33
                       ● 面内纵向: d 31
                       ● 面内横向: d 32

                由上述第一种情况,若薄膜在平面的面内方向皆不能自由变形,则该压电常数称d33* or dT,单位为库仑/牛顿(C/N)。若能量测每单位应力下的电场变化,则能获得系数∩“g”,其与压电常数d、介电系数ε的关系可表示为g=d/ε,单位为(V.m/N)。在机电转换器的设计中,常数“d”与 “g”最为广泛使用。而压电薄膜的机电转换效率百分╱比由机电耦合系数KT表示:



                热电常数“ρ”则被定︻义为当薄膜升高1度K时的表面电荷密度,单位为(C/m²K),常用以设计热传感器。而压电薄△膜的特性主要取决于其机械特性,包含弹性模数、阻抗值以及断裂伸长率。

                4. PVDF  压电薄膜与积材 之特性

                       ● 可挠性 (可应用于非水平表面)
                       ● 机械强度@高
                       ● 尺寸稳定性
                       ● 面内方向的均衡压电效应
                       ● 高而稳定的◥压电系数
                       ● 惰性化学特性
                       ● 可连续极化至成卷的长度
                       ● 厚度介于9µm 至 1mm
                       ● 声阻◥抗跟水相近
                 
                本公司生产之压〓电薄膜与薄板的单向、双向特性将由下表显示,可根据不同的应用范畴,将这些薄膜与薄板涂上不㊣同的金属层。

                5. PVDF压电薄膜之特性
                (1): 以上指标性常数值会因加工处ω理制程情形(退火与极◢化)以『及温度而异●
                (2): 过度加热可能会破坏压电性,建议避免于90°C以上加热超过1小时。

                6. 单向PVDF压♂电积材之特性
                (1): 以上指标性常数值会因加工处理ぷ制程情形(退火与☆极化)以及温⊙度而异

                7. 应用领域
                由实验量测结果显示,PVDF压电薄膜于各领域的应〓用及开发具备良好适ㄨ应性及前瞻性。
                   7.1应用范例

                 
                   7.2各类压电薄膜之材料特性
                 
                PVDF单向薄膜 – 25 µm (1)
                (1): 以上指标性常数值会因加工处理制程情形(退火与极化〗★)以及温度而异

                 
                PVDF  双向薄膜  – 9 µm  ( 1 )
                (1): 以上指标性常数值会因加工处理制程情形(退火与极化)以及温度而异


                P(VDF-TrFE)  共聚物 70/30  薄膜 – 20 µm  ( 1 )
                (1): 以上指标性常数值会因加工处理制程情形(退火与极化)以及温度而异


                P(VDF-TrFE)  共聚物 75/25  薄膜 – 20 µm  ( 1 )
                (1): 以上指标性常数值会因加工处理制程情形(退火与极化)以及温度而异

                 
                P(VDF-TrFE)  共聚物 80/20  薄膜– 20 µm  (1)
                (1): 以上指标性常数值会因加工处理制程情形(退火与极化)以及温度而异

                 
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